锌钡白干燥煅烧转窑过程控制实现与研究

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锌钡白干燥煅烧过程是锌钡白生产最为关键一道工序,原锌钡白干燥煅烧转窑的控制由经验丰富的操作工人手动调节,这种调节方式取决于工人的经验和责任心,且调节存在比较大的滞后,造成产品质量不稳定。课题的研究在实现锌钡白干燥煅烧转窑自动控制的同时能改善产品质量、提高产品产量;自动控制系统的实现可以减少劳动力投入,节约劳动力成本;降低运行的原材料的消耗以达到提高经济效益方面具有重要的意义。文章主要内容是从控制系统的实现和相关研究来阐述的。   本文首先介绍国内外对回转窑煅烧过程控制的研究现状和历史,从转窑煅烧生产过程特性出发,系统地分析了锌钡白转窑的过程特性以及过程特征参数对消色力性能指标的影响,并提出锌钡白干燥煅烧转窑的控制方案。   干燥煅烧转窑控制系统的实现主要分四个部分:窑头温度控制系统、消色力控制系统、进料控制系统和后来根据厂方需求加的酸洗PH值控制系统,分别在第三章、第四章和第六章中作了详细介绍。   窑头温度是基于抗饱和PID控制算法的,取得了比较好的控制效果;消色力锌钡白最为重要的一个性能指标,基于“等能量等质量”的消色力控制是控制系统的核心,消色力指标目前是通过离线化验得到的,无法直接引入消色力闭环控制系统。控制方法在借鉴橡胶硫化工艺的基础上,引入阿鲁尼乌斯(Arrhenius)经验公式,并重点以相关理论为依据对控制模型作了理论方面的推导和证明,根据控制效果的数据来说明控制模型的合理性;进料控制是消色力控制的一个辅助系统,第四章中介绍了详细的控制方法和控制实现。   基于“等能量等质量”控制模型中的参数是通过数据库的记录离线辨识的,在运行过程中,控制器的实际工作点会偏离工作曲线,造成消色力性能指标不合格。这样必须在人工参与下,把控制系统切换到手动,依靠工人的经验重新寻找使消色力性能指标稳定的工作点。针对改问题在第五章中对消色力自适应调节器进行了研究,并做了仿真实验。   第七章中简单介绍了控制的硬件、软件设计,提出了上下位机结合的控制方案,其中下位机(PLC)完成各种控制,上位机(工控机)实现监视和管理功能。   转窑控制系统从2004年5月全面投入使用,至今,控制效果良好,产品质量和产量都有所提高,取得较好的经济效益。
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